CN114619054B - 一种摩擦增材设备及其方法与产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摩擦增材设备及其方法与产品，涉及固相增材技术领域。该摩擦增材设备包括塑性金属生成机构，塑性金属生成机构包括基座、第一碾压辊、第二碾压辊及第三碾压辊；第一碾压辊、第二碾压辊及第三碾压辊均可转动地设置于基座；第一碾压辊、第二碾压辊及第三碾压辊任意两者之间间隔设置；第一碾压辊、第二碾压辊和第三碾压辊相互之间具有的间隙连通；入料区的宽度小于待增材的物料的厚度。通过该摩擦增材设备进行增材，增材质量较好且效率较高。

Description

一种摩擦增材设备及其方法与产品

技术领域

本发明涉及固相增材领域，具体而言，涉及一种摩擦增材设备及其方法与产品。

背景技术

增材制造为一种采用材料逐渐累加从而实现零件制造的一种技术，传统的摩擦增材方法主要有激光增材、电弧增材、等离子增材等，在航空航天等领域中已经有了广泛的应用。

但传统的摩擦增材方法都属于熔化增材，存在气孔、组织晶粒粗大、变形大等质量问题，同时存在增材效率低的缺点。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种摩擦增材设备，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的目的之二在于提供采用上述摩擦增材设备进行增材制造的方法。

本发明的目的之三在于提供一种含有由上述摩擦增材方法制得的增材层的增材产品。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供了一种摩擦增材设备包括塑性金属生成机构；

该塑性金属生成机构包括基座、第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊；

基座包括第一装夹板、第二装夹板以及用于增材的基板，第一装夹板和第二装夹板平行且间隔设置于基板上；

第一碾压辊的两端、第二碾压辊的两端以及第三碾压辊的两端均分别可转动地设置于第一装夹板以及第二装夹板，第一碾压辊的轴心、第二碾压辊的轴心及第三碾压辊的轴心的连线呈三角形；第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊任意两者之间间隔设置以在第一碾压辊远离第三碾压辊的一端以及第二碾压辊远离第三碾压辊的一端之间形成入料区，在第一碾压辊靠近第三碾压辊的一端、第二碾压辊靠近第三碾压辊的一端以及第三碾压辊之间形成摩擦塑化区，在第二碾压辊远离第一碾压辊的一端、第三碾压辊远离第一碾压辊的一端以及基板之间形成出料区；入料区、摩擦塑化区以及出料区依次连通；

入料区的宽度小于待增材的物料的厚度。

在可选的实施方式中，第一碾压辊的轴向、第二碾压辊的轴向以及第三碾压辊的轴向均与第一装夹板的板面垂直。

在可选的实施方式中，第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊之间的水平距离可调；

优选地，第一碾压辊的轴心与第三碾压辊的轴心之间的距离大于第二碾压辊的轴心与第三碾压辊的轴心之间的距离。

在可选的实施方式中，第一碾压辊的截面直径为d1；第二碾压辊的截面直径为d2；第三碾压辊的截面直径为d3；

d1＞d3，d2＞d3。

在可选的实施方式中，第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊的材料均独立地选自工具钢、陶瓷或钨铼合金。

在可选的实施方式中，第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊的表面均独立地具有Ra为0.4-100的粗糙度。

在可选的实施方式中，基座还包括挡料板，挡料板的两端分别连接于第一装夹板以及第二装夹板的远离基板的一侧且挡料板位于入料区靠近第二碾压辊的一侧。

在可选的实施方式中，塑性金属生成机构还包括第一轴承组、第二轴承组、第三轴承组、第一轴、第二轴以及第三轴；

第一轴承组的两端、第二轴承组的两端以及第三轴承组的两端均分别设置于第一装夹板和第二装夹板；

第一轴穿射于第一轴承内，第一碾压辊穿射于第一轴内；第二轴穿射于第二轴承内，第二碾压辊穿射于第二轴内；第三轴穿射于第三轴承内，第三碾压辊穿射于第三轴内。

在可选的实施方式中，摩擦增材设备还包括第一电主轴、第二电主轴以及第三电主轴，第一电主轴、第二电主轴以及第三电主轴用于分别独立地驱动第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊旋转。

在可选的实施方式中，摩擦增材设备还包括搅拌摩擦碾压机构；

搅拌摩擦碾压机构包括依次连接的主轴、刀柄以及搅拌工具，刀柄与搅拌工具均随主轴的旋转而旋转，搅拌工具用于对从出料区流出的材料进行搅拌摩擦碾压。

在可选的实施方式中，搅拌工具的材料为工具钢、陶瓷或钨铼合金。

第二方面，本申请还提供了一种摩擦增材方法，采用上述的摩擦增材设备进行增材制造。

在可选的实施方式中，增材制造包括以下步骤：

控制第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊旋转；

将厚度大于入料区宽度的物料从入料区进料并使物料经摩擦塑化区摩擦塑化后从出料区流出；

将搅拌摩擦碾压机构对出料区流出的物料进行搅拌摩擦碾压；

按预设的单层增材层的长度使塑性金属生成机构以及搅拌摩擦碾压机构不断沿基板长度方向移动；

当单层增材层制备完成后，使塑性金属生成机构以及搅拌摩擦碾压机构沿竖直方向向上移动，以在上一层增材层的表面制备新的增材层直至达到预设的总增材层厚度。

在可选的实施方式中，工作过程中，第一轴与第二轴的转动方向相同，第三轴的转动方向与第一轴的转动方向相反。

在可选的实施方式中，塑性金属生成机构和搅拌摩擦碾压机构在工作过程中以相等的速度沿基板的长度方向移动。

第三方面，本申请还提供了一种增材产品，其具有由上述摩擦增材方法制备而得的增材层。

本申请的有益效果包括：

本申请通过在第一碾压辊远离第三碾压辊的一端以及第二碾压辊远离第三碾压辊的一端之间形成入料区，在第一碾压辊靠近第三碾压辊的一端、第二碾压辊靠近第三碾压辊的一端以及第三碾压辊之间形成摩擦塑化区，在第二碾压辊远离第一碾压辊的一端、第三碾压辊远离第一碾压辊的一端以及基板之间形成出料区，上述入料区、摩擦塑化区以及出料区依次连通，且，入料区的宽度小于待增材的物料的厚度。

该方式能将待增材的物料塞入入料区，并在入料区受到旋转状态下的第一碾压辊和第二碾压辊的初步摩擦塑化，随后进入摩擦塑化区，受到旋转状态下的第一碾压辊、第二碾压辊和第三碾压辊的共同摩擦，进一步提升塑化效果，随后再挤入出料区并出料。不仅有效得实现了高效率固相增材，而且还具有材料适用范围广、高效绿色无污染的特点。由此制得的所得的增材层组织性能优良、变形小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的摩擦增材设备的示意图；

图2为本申请提供的塑性金属生成机构的示意图；

图3为本申请提供的塑性金属生成机构的爆炸示意图；

图4为本申请提供的塑性金属生成机构部分结构的示意图。

图标：1000-摩擦增材设备；100-塑性金属生成机构；101-入料区；102-摩擦塑化区；103-出料区；10-基座；11-第一装夹板；12-第二装夹板；13-基板；14-挡料板；21-第一碾压辊；22-第二碾压辊；23-第三碾压辊；31-第一轴；32-第二轴；33-第三轴；41-第一轴承组；42-第二轴承组；43-第三轴承组；200-搅拌摩擦碾压机构；201-主轴；202-刀柄；203-搅拌工具。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，本申请提供了一种摩擦增材设备1000，该摩擦增材设备1000包括塑性金属生成机构100以及搅拌摩擦碾压机构200。塑性金属生成机构100用于对需要增材的材料进行摩擦塑化并挤出，摩擦碾压机构用于对挤出的材料进行搅拌摩擦碾压。

具体地，搅拌摩擦碾压机构200包括依次连接的主轴201、刀柄202以及搅拌工具203，刀柄202与搅拌工具203均随主轴201的旋转而旋转，搅拌工具203用于对以下出料区103挤出的材料进行搅拌摩擦碾压，以使其成为增材层。

在某些实施方式在，主轴201与刀柄202可通过螺栓连接；在其他实施方式中，主轴201与刀柄202也可通过其他常见的连接方式连接，在此不做过多赘述。

作为可选地，搅拌工具203的材料示例性地可为工具钢、陶瓷或钨铼合金。请一并参考图2至图4，塑性金属生成机构100包括基座10、第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23。

结合图2和图3，基座10包括第一装夹板11、第二装夹板12以及用于增材的基板13，第一装夹板11和第二装夹板12平行且间隔设置于基板13上。第一碾压辊21的两端、第二碾压辊22的两端以及第三碾压辊23的两端均分别可转动地设置于第一装夹板11以及第二装夹板12，从而可使第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23悬挂起来。

在某些具体的实施方式中，第一装夹板11和第二装夹板12均开设有三个通孔，以便装配第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23。第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23均与基板13间隔设置。

第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23任意两者之间间隔设置，第一碾压辊21的轴心、第二碾压辊22的轴心及第三碾压辊23的轴心的连线呈三角形。

在一些优选地实施方式中，第一碾压辊21的轴向、第二碾压辊22的轴向以及第三碾压辊23的轴向均与第一装夹板11的板面垂直，以提高物料的摩擦塑化效果。

第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23任意两者之间间隔设置以在第一碾压辊21远离第三碾压辊23的一端以及第二碾压辊22远离第三碾压辊23的一端之间形成入料区101(入料区101的宽度小于待增材的物料的厚度)，在第一碾压辊21靠近第三碾压辊23的一端、第二碾压辊22靠近第三碾压辊23的一端以及第三碾压辊23之间形成摩擦塑化区102，在第二碾压辊22远离第一碾压辊21的一端、第三碾压辊23远离第一碾压辊21的一端以及基板13之间形成出料区103；入料区101、摩擦塑化区102以及出料区103依次连通。

本申请中，第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23之间的水平距离可调，从而针对不同的材料可具有更强的适应性。

为了更好地实现碾压塑化效果，本申请中，第一碾压辊21的轴心与第三碾压辊23的轴心之间的距离大于第二碾压辊22的轴心与第三碾压辊23的轴心之间的距离，以利于和确保塑性金属经摩擦塑化区102摩擦塑化后从出料区103流出。

第一碾压辊21的截面直径为d1；第二碾压辊22的截面直径为d2；第三碾压辊23的截面直径为d3；其中，d1＞d3，且，d2＞d3。也即，第三碾压辊23的尺寸最小。

在一些优选地实施方式中，第一碾压辊21的尺寸最大，第二碾压辊22的尺寸适中，第三碾压辊23的尺寸最小。

需说明的是，若第一碾压辊21和第二碾压辊22的直径相同，在第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23三者的底部需齐平的条件下，第三碾压辊的直径需较小，从而导致无论是入料区101、摩擦塑化区102还是出料区103均具有较大的空间，无法使材料进行充分地挤压塑化。

承上，通过上述设置，能够使塞入入料区101的增材物料受到旋转状态下的第一碾压辊21和第二碾压辊22的初步摩擦塑化，随后进入摩擦塑化区102，受到旋转状态下的第一碾压辊21、第二碾压辊22和第三碾压辊23的共同摩擦，进一步提升塑化效果，随后再挤入出料区103并出料。该方式不仅有效得实现了高效率固相增材，而且还具有材料适用范围广、高效绿色无污染的特点。由此制得的所得的增材层组织性能优良、变形小。

可参考地，第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23的材料均示例性地可以为工具钢、陶瓷或钨铼合金。

可参考地，第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23的表面均独立地选自具有Ra为0.4-100(如0.4、0.5、1、2、5、10、20、50、80或100等)的粗糙度。

进一步地，为了方便挡料，基座10还包括挡料板14，挡料板14的两端分别连接(如可固定连接)于第一装夹板11以及第二装夹板12的远离基板13的一侧且挡料板14位于入料区101靠近第二碾压辊22的一侧，从而对进入入料区101的材料进行挡料。此外，该挡料板14还起到引导材料进入的作用(即引流和导向作用)。

进一步地，塑性金属生成机构100还包括第一轴承组41、第二轴承组42、第三轴承组43、第一轴31、第二轴32以及第三轴33。其中，第一轴31、第二轴32和第三轴33的设置可方便传动第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23。第一轴承组41、第二轴承组42和第三轴承组43的设置可降低第一轴31、第二轴32以及第三轴33的转动磨损。

第一轴承组41的两端、第二轴承组42的两端以及第三轴承组43的两端均分别设置于第一装夹板11和第二装夹板12。第一轴31穿射于第一轴31承内，第一碾压辊21穿射于第一轴31内；第二轴32穿射于第二轴32承内，第二碾压辊22穿射于第二轴32内；第三轴33穿射于第三轴33承内，第三碾压辊23穿射于第三轴33内。

也可理解为：第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23分别通过第一轴31、第二轴32以及第三轴33与基座10可转动地连接，第一轴31、第二轴32以及第三轴33分别通过第一轴承组41、第二轴承组42以及第三轴承组43与基座10连接。示例地，第一轴31可通过平键与第一碾压辊21装配。第二轴32也可通过平键与第二碾压辊22装配。同理，第三轴33也可通过平键与第三碾压辊23装配。

一般地，第一轴承组41包括安装在第一轴31两端的两个轴承，通过两个轴承可以实现第一轴31的两端分别与第一装夹板11和第二装夹板12的平顺旋转。同理，第二轴承组42包括安装在第二轴32两端的两个轴承，通过两个轴承可以实现第二轴32的两端分别与第一装夹板11和第二装夹板12的平顺旋转。与此同时，第三轴承组43包括安装在第三轴33两端的两个轴承，通过两个轴承可以实现第三轴33的两端分别与第一装夹板11和第二装夹板12的平顺旋转。

为了便于独立控制第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23的转速。本实施例中，摩擦增材设备1000还包括第一电主轴201(图未示)、第二电主轴201(图未示)以及第三电主轴201(图未示)，第一电主轴201、第二电主轴201以及第三电主轴201用于分别独立地驱动第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23旋转。

可参考地，第一电主轴201、第二电主轴201以及第三电主轴201均可以选择高速电主轴201。

较佳地，在工作过程中，第一轴31与第二轴32的转动方向相同，第三轴33的转动方向与第一轴31的转动方向相反。

在某些具体的实施方式中，可以是第一电主轴201以及第二电主轴201分别驱动第一轴31以及第二轴32顺时针转动，第三电主轴201驱动第三轴33逆时针转动。

相应地，本申请还提供了一种摩擦增材方法，即利用上述摩擦增材设备1000进行增材制造。

可参考地，增材制造包括以下步骤：

控制第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23旋转；

将厚度大于入料区101宽度的物料从入料区101进料并使物料经摩擦塑化区102摩擦塑化后从出料区103流出；

将搅拌摩擦碾压机构200对出料区103流出的物料进行搅拌摩擦碾压；

按预设的单层增材层的长度使塑性金属生成机构100以及搅拌摩擦碾压机构200不断沿基板13长度方向移动；

当单层增材层制备完成后，使塑性金属生成机构100以及搅拌摩擦碾压机构200沿竖直方向向上移动，以在上一层增材层的表面制备新的增材层直至达到预设的总增材层厚度。

上述塑性金属生成机构100和搅拌摩擦碾压机构200在工作过程中以相等的速度沿所述基板13的长度方向移动。

承上，本申请提供的装置和方法有效地实现了高效率固相增材，而且还具有材料适用范围广、高效绿色无污染的特点。

此外，本申请还提供了一种增材产品，其具有由上述摩擦增材方法制备而得的增材层。由此制得的所得的增材层组织性能优良、变形小。

以下通过实施例对上述的设备以及方法进行进一步说明。

实施例1

以6061铝合金为原材料进行增材，并实现3层以上的增材效果。

步骤一：启动连接第一轴31、第二轴32以及第三轴33的三个电主轴201，分别设定转速为1200rpm、1000rpm以及1500rpm，同时启动主轴201，将主轴201调至设定转速800rpm。

步骤二：将厚度为5mm的6061铝板塞入第一碾压辊21与第二碾压辊22之间形成的入料区101内，6061铝合金通过第一碾压辊21与第二碾压辊22的旋转及摩擦塑化后进入由第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23共同形成的摩擦塑化区102内，并进一步被三个碾压辊摩擦，进一步塑化，经第二碾压辊22以及第三碾压辊23旋转挤压将材料挤入由第二碾压辊22、第三碾压辊23以及基板13共同形成的出料区103内。

步骤三：启动整个设备，使整个设备沿水平方向移动，速度为100mm/min，在第二碾压辊22、第三碾压辊23以及基板13共同形成的出料区103内的6061铝合金材料随第二碾压辊22的转动及移动与基板13发生摩擦并留后方，跟随的搅拌工具203对留在后方的6061铝合金属进一步搅拌摩擦碾压，从而得到一层增材层。

步骤四：将设备整体向上移动，以上一增材层为基础，重复上述步骤，从而得到第二层增材层，经3次循环后得到3层增材层，从而实现搅拌摩擦增材。

步骤五：关闭整个系统，设备复原。

实施例2

以T2紫铜为原材料进行增材，并实现5层以上的增材效果。

步骤一：启动连接第一轴31、第二轴32以及第三轴33上的三个电主轴201，分别设定转速为1000rpm、800rpm、1000rpm，同时启动主轴201，将主轴201调至设定转速1000rpm。

步骤二：将厚度为4mm的T2紫铜塞入第一碾压辊21与第二碾压辊22之间形成的入料区101内，T2紫铜通过第一碾压辊21与第二碾压辊22的旋转及摩擦塑化后进入由第一碾压辊21、第二碾压辊22以及第三碾压辊23共同形成的摩擦塑化区102内，并进一步被三个碾压辊摩擦，进一步塑化，经第二碾压辊22以及第三碾压辊23旋转挤压将材料挤入由第二碾压辊22、第三碾压辊23以及基板13共同形成的出料区103内。

步骤三：启动整个设备，使整个设备沿水平方向移动，速度为100mm/min，在第二碾压辊22、第三碾压辊23以及基板13共同形成的出料区103内的T2紫铜材料随第二碾压辊22的转动及移动与基板13发生摩擦并留后方，跟随的搅拌工具203对留在后方的T2紫铜金属进一步搅拌摩擦碾压，从而得到一层增材层。

步骤四：将设备整体向上移动，以上一增材层为基础，重复上述步骤，从而得到第二层增材层，经5次循环后得到5层增材层，从而实现搅拌摩擦增材。

步骤五：关闭整个系统，设备复原。

综上，本申请提供的装置和方法不仅有效得实现了高效率固相增材，而且还具有材料适用范围广、高效绿色无污染的特点。由此制得的所得的增材层组织性能优良、变形小。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种摩擦增材设备，其特征在于，包括塑性金属生成机构；

所述塑性金属生成机构包括基座、第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊；

所述基座包括第一装夹板、第二装夹板以及用于增材的基板，所述第一装夹板和所述第二装夹板平行且间隔设置于所述基板上；

所述第一碾压辊的两端、所述第二碾压辊的两端以及所述第三碾压辊的两端均分别可转动地设置于所述第一装夹板以及所述第二装夹板；所述第一碾压辊的轴心、所述第二碾压辊的轴心及所述第三碾压辊的轴心的连线呈三角形；所述第一碾压辊、所述第二碾压辊以及所述第三碾压辊任意两者之间间隔设置以在所述第一碾压辊远离所述第三碾压辊的一端以及所述第二碾压辊远离所述第三碾压辊的一端之间形成入料区，在所述第一碾压辊靠近所述第三碾压辊的一端、所述第二碾压辊靠近所述第三碾压辊的一端以及所述第三碾压辊之间形成摩擦塑化区，在所述第二碾压辊远离所述第一碾压辊的一端、所述第三碾压辊远离所述第一碾压辊的一端以及所述基板之间形成出料区；所述入料区、所述摩擦塑化区以及所述出料区依次连通；

其中，所述入料区的宽度小于待增材的物料的厚度；

所述第一碾压辊、所述第二碾压辊以及所述第三碾压辊之间的水平距离可调；所述第一碾压辊的轴心与所述第三碾压辊的轴心之间的距离大于所述第二碾压辊的轴心与所述第三碾压辊的轴心之间的距离；所述第一碾压辊的截面直径为d1；所述第二碾压辊的截面直径为d2；所述第三碾压辊的截面直径为d3；d1＞d3，d2＞d3。

2.根据权利要求1所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述第一碾压辊的轴向、所述第二碾压辊的轴向以及所述第三碾压辊的轴向均与所述第一装夹板的板面垂直。

3.根据权利要求1所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述第一碾压辊、所述第二碾压辊以及所述第三碾压辊的材料均独立地选自工具钢、陶瓷或钨铼合金；

和/或，所述第一碾压辊、所述第二碾压辊以及所述第三碾压辊的表面均独立地具有Ra为0.4-100的粗糙度。

4.根据权利要求2所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述基座还包括挡料板，所述挡料板的两端分别连接于所述第一装夹板以及所述第二装夹板的远离所述基板的一侧且所述挡料板位于所述入料区靠近所述第二碾压辊的一侧。

5.根据权利要求2所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述塑性金属生成机构还包括第一轴承组、第二轴承组、第三轴承组、第一轴、第二轴以及第三轴；

所述第一轴承组的两端、所述第二轴承组的两端以及所述第三轴承组的两端均分别设置于所述第一装夹板和所述第二装夹板；

所述第一轴穿射于所述第一轴承内，所述第一碾压辊穿射于所述第一轴内；所述第二轴穿射于所述第二轴承内，所述第二碾压辊穿射于所述第二轴内；所述第三轴穿射于所述第三轴承内，所述第三碾压辊穿射于所述第三轴内。

6.根据权利要求5所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述摩擦增材设备还包括第一电主轴、第二电主轴以及第三电主轴，所述第一电主轴、所述第二电主轴以及所述第三电主轴用于分别独立地驱动所述第一碾压辊、所述第二碾压辊以及所述第三碾压辊旋转。

7.根据权利要求1-6任一项所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述摩擦增材设备还包括搅拌摩擦碾压机构；

所述搅拌摩擦碾压机构包括依次连接的主轴、刀柄以及搅拌工具，所述刀柄与所述搅拌工具均随所述主轴的旋转而旋转，所述搅拌工具用于对从所述出料区流出的材料进行搅拌摩擦碾压。

8.根据权利要求7所述的摩擦增材设备，其特征在于，所述搅拌工具的材料为工具钢、陶瓷或钨铼合金。

9.一种摩擦增材方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的摩擦增材设备进行增材制造。

10.根据权利要求9所述的摩擦增材方法，其特征在于，增材制造包括以下步骤：

控制第一碾压辊、第二碾压辊以及第三碾压辊旋转；

将厚度大于入料区宽度的物料从所述入料区进料并使物料经摩擦塑化区摩擦塑化后从所述出料区流出；

将搅拌摩擦碾压机构对所述出料区流出的物料进行搅拌摩擦碾压；

按预设的单层增材层的长度使所述塑性金属生成机构以及所述搅拌摩擦碾压机构不断沿基板长度方向移动；

当单层增材层制备完成后，使所述塑性金属生成机构以及所述搅拌摩擦碾压机构沿竖直方向向上移动，以在上一层增材层的表面制备新的增材层直至达到预设的总增材层厚度。

11.根据权利要求10所述的摩擦增材方法，其特征在于，工作过程中，第一轴与第二轴的转动方向相同，第三轴的转动方向与所述第一轴的转动方向相反。

12.根据权利要求10所述的摩擦增材方法，其特征在于，所述塑性金属生成机构和所述搅拌摩擦碾压机构在工作过程中以相等的速度沿所述基板的长度方向移动。

13.一种增材产品，其特征在于，所述增材产品具有由权利要求9-12任一项所述的摩擦增材方法制备而得的增材层。

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